全玻璃真空集热热管及集热器制造技术

本发明专利技术公开了一种全玻璃真空集热热管及集热器，集热热管的外管上部设有缩径段、底端设有真空排气嘴，内管套入外管内，卡簧设于内管底端与外管内壁之间；内管上部设有缩径段并且形成环形圆管，中心圆管设于环形圆管中心并且底端呈弧形连接环形圆管的内圈底端，中心圆管顶端设有排气灌注嘴，相变导热介质经排气灌注嘴注入内管的内腔，内管在外管内腔的部分为圆形管，外管的缩径段顶端熔接于内管环形圆管外圈的顶端。集热器采用上述若干集热热管间隔连接储水箱或储汽箱。本热管增加热交换面积，简化制作工艺，降低成本，避免应力不匀导致的爆管；本集热器有效减少储水箱或储汽箱体积和安装空间，降低制作成本，避免热损失，提高集热器的热效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能光热
的装置，尤其涉及一种全玻璃真空集热热管及集热器。
技术介绍
太阳能热水器将太阳光能转化为热能，将水从低温加热到高温，以满足人们生活中的热水需要。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器。真空管式又分为真空集热管和真空集热热管，真空管式太阳能热水器是由真空集热管或真空集热热管、储水箱及支架等相关部件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管或集热热管，集热管或集热热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。针对真空集热热管，如图1、图2和图3所示，一般集热热管由玻璃内管2和玻璃外管1套合构成，内管2在外管1内的部分为矩形平板管，内管2底端为球形封头21，内管2伸出外管1并伸出段构成冷凝段22，冷凝段22为扩径段并形成一环形圆管，环形圆管顶面有一排气灌注嘴；外管1在内管2的冷凝段22下部形成缩径段11并与内管2的冷凝段22外壁熔接，外管1底部设有真空排气嘴；外管1与内管2之间通过真空排气嘴抽成真空，在内管2的球形封头21与外管1内壁之间设有卡簧3以固定内管2，内管2内通过排气灌注嘴23注入相变导热介质4并抽真空。如图4所示，通常集热器由若干集热热管10间隔排列通过密封圈5连接储水箱20并内管2的冷凝段22伸入储水箱20，储水箱10设有进水口6和出水口7，若干集热热管10通过支架支撑，集热热管10在吸收太阳光后，内管2内的相变导热介质4吸收太阳光热能并传递至内管2的冷凝段22，冷凝段22与储水箱20内水进行热交换后得到所需热水。该类集热热管存在一定的缺陷，具体表现为由于内管采用矩形平板管，因玻璃制作工艺的限制，其管壁厚薄不均，管壁在转角处较薄，导致温升不均，温升不均导致热胀冷缩的膨胀量不一致，当达到一定量时产生的膨胀应力可能使得内管爆裂，且集热热管沿轴向长度一般在2000mm左右，厚度不均产生的应力很大；同时内管壁厚薄不均使得玻璃原材料用量大幅增大，提高了生产成本；在制作工艺方面，内管环形圆管顶面的排气灌注嘴制作复杂，需先对内管的整个冷凝段进行整体加温，然后在内管环形圆管顶面插入小径玻璃管，通过小径玻璃管对内管抽真空并灌注相变导热介质后烧结封口形成排气灌注嘴，其加工周期长、效率低，经济性较差。其次，由该类集热热管构成的集热器，由于内管伸出外管的冷凝段长度决定了与储水箱内水的换热面积，理论上换热面积越大，换热效率越高，因此内管冷凝段需具有一定的长度以满足集热器的热效率，而当集热热管连接储水箱后，储水箱的高度必须大于内管的冷凝段长度，导致储水箱体积庞大，使得储水箱及相关配件的制作、运输成本增加，安装空间增大，相关配件包括支架、保温材料、包装材料等，尤其储水箱体积变大使热损失大幅度提高，降低了集热器的热效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种全玻璃真空集热热管及集热器，本热管克服了传统热管的缺陷，增加了热交换面积，简化了制作工艺，降低了成本，避免了应力不匀导致的爆管；采用本集热热管制作的集热器有效减少了储水箱或储汽箱体积，减少安装空间，减少了储水箱或储汽箱及相关配件的制作成本，降低了储水箱或储汽箱的热损失，提高了集热器的热效率及应用。为解决上述技术问题，本专利技术全玻璃真空集热热管包括内管、外管、卡簧和相变导热介质，所述外管上部设有缩径段、底端设有真空排气嘴，所述内管套入所述外管内，所述卡簧设于所述内管底端与外管内壁之间；本热管还包括中心圆管，所述内管上部设有缩径段并且形成环形圆管，所述中心圆管设于所述环形圆管中心并且底端呈弧形连接环形圆管的内圈底端，所述中心圆管顶端设有排气灌注嘴，所述相变导热介质经所述排气灌注嘴注入所述内管的内腔，所述内管在外管内腔的部分为圆形管，所述外管的缩径段顶端熔接于所述内管环形圆管外圈的顶端。进一步，所述内管底端向内管内腔延伸至靠近所述环形圆管底端并且形成环形空腔，所述相变导热介质位于所述环形空腔底部。进一步，所述内管环形空腔下部外圈延伸至内圈形成熔封环。进一步，本热管还包括内弹簧夹，所述内弹簧夹设于所述内管底端的延伸端部与内管的内壁之间。一种采用上述集热热管的集热器包括储水箱或储汽箱、支架和若干密封圈，所述储水箱分别设有进水口和出水口，所述储汽箱分别设有进水口和出汽口，其特征在于：权利要求1至4任一项所述的若干集热热管通过所述若干密封圈间隔连接所述储水箱或储汽箱，所述支架连接所述储水箱或储汽箱并且固定所述若干集热热管，所述储水箱或储汽箱的内腔高度与所述集热热管的外管缩径段顶端至内管环形圆管顶端的间距匹配。由于本专利技术全玻璃真空集热热管及集热器采用了上述技术方案，即集热热管的外管上部设有缩径段、底端设有真空排气嘴，内管套入外管内，卡簧设于内管底端与外管内壁之间；内管上部设有缩径段并且形成环形圆管，中心圆管设于环形圆管中心并且底端呈弧形连接环形圆管的内圈底端，中心圆管顶端设有排气灌注嘴，相变导热介质经排气灌注嘴注入内管的内腔，内管在外管内腔的部分为圆形管，外管的缩径段顶端熔接于内管环形圆管外圈的顶端。集热器采用上述若干集热热管间隔连接储水箱或储汽箱。本热管增加了热交换面积，简化了制作工艺，降低了成本，避免了应力不匀导致的爆管；采用本热管制作的集热器有效减少了储水箱或储汽箱体积，减少安装空间，减少了储水箱或储汽箱及相关配件的制作成本，避免储水箱或储汽箱的热损失，提高了集热器的热效率及应用。附图说明下面结合附图和实施方式对本专利技术作进一步的详细说明：图1为传统集热热管的结构示意图；图2为图1的侧视图；图3为图1的A-A向视图；图4为采用传统集热热管的集热器；图5为本专利技术全玻璃真空集热热管结构示意图；图6为图5的B-B向视图；图7为本专利技术实施例2的示意图；图8为图7的B-B向视图；图9为本专利技术集热器的结构示意图。具体实施方式实施例1、如图5和图6所示，本集热热管由内管2、外管1、卡簧3和相变导热介质4构成，在外管1上部设有缩径段11、底端设有真空排气嘴12，内管2与外管1相套，内管2底端与外管1内壁之间设有卡簧3用于固定内管2；内管2上部设有缩径段24并且该缩径段24形成环形圆管25，环形圆管25中心设有中心圆管26并且中心圆管26的底端呈弧形27连接环形圆管25的内圈底端，中心圆管26顶端设有排气灌注嘴23，相变导热介质4通过排气灌注嘴23注入内管2的内腔，内管2位于外管1内腔的部分为圆形管，外管1的缩径段11顶端熔接于内管2环形圆管25外圈的顶端。外管1的缩径段11顶端与内管2环形圆管25顶端的间距只需满足熔接的工艺要求即可，因此本集热热管的外管1顶端与内管2顶端基本齐平，内管2的环形圆管25及中心圆管26构成集热热管的冷凝段并且基本位于外管1空腔内，该冷凝段的热交换面积包括环形圆管25内圈表面及中心圆管26表面，提高了换热效率；同时环形圆管25与中心圆管26的连接采用弧形27过渡，避免产生应力。本集热热管克服了传统热管的缺陷，内管2采用圆形管相比矩形平板管简化了制作工艺，并且保证了管壁厚薄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全玻璃真空集热热管，包括内管、外管、卡簧和相变导热介质，所述外管上部设有缩径段、底端设有真空排气嘴，所述内管套入所述外管内，所述卡簧设于所述内管底端与外管内壁之间，其特征在于：本热管还包括中心圆管，所述内管上部设有缩径段并且形成环形圆管，所述中心圆管设于所述环形圆管中心并且底端呈弧形连接环形圆管的内圈底端，所述中心圆管顶端设有排气灌注嘴，所述相变导热介质经所述排气灌注嘴注入所述内管的内腔，所述内管在外管内腔的部分为圆形管，所述外管的缩径段顶端熔接于所述内管环形圆管外圈的顶端。

【技术特征摘要】
1.一种全玻璃真空集热热管，包括内管、外管、卡簧和相变导热介质，所述外管上部设有缩径段、底端设有真空排气嘴，所述内管套入所述外管内，所述卡簧设于所述内管底端与外管内壁之间，其特征在于：本热管还包括中心圆管，所述内管上部设有缩径段并且形成环形圆管，所述中心圆管设于所述环形圆管中心并且底端呈弧形连接环形圆管的内圈底端，所述中心圆管顶端设有排气灌注嘴，所述相变导热介质经所述排气灌注嘴注入所述内管的内腔，所述内管在外管内腔的部分为圆形管，所述外管的缩径段顶端熔接于所述内管环形圆管外圈的顶端。
2.根据权利要求1所述的全玻璃真空集热热管，其特征在于：所述内管底端向内管内腔延伸至靠近所述环形圆管底端并且形成环形空腔，所述相变导热介质位于所述环形空...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春信，刘继磊，卿寿根，谢广辉，
申请(专利权)人：广州德星能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44